陕西富平可研报告.docx

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陕西富平可研报告

陕西富平水泥有限公司

新型干法水泥生产线纯低温余热电站工程

可行性研究报告

洛阳重工矿山机械工程设计院

二OO六年十一月

院长：

袁曙光

主管副院长：

彭岩

项目负责人：

张凯

可行性研究报告编、审人员

编写:

王新建、仝伟峰、郝景周、张琳、张晓玲、姚敏娟、

吕伟兴、陈弋、高明、李晓燕、赵松喜、周全、

李向远、杜昂

审核：

张凯、蒋惠民、康继峰、金树宝

审定：

彭岩

1.总论………………………………………………………………6

2.节能与资源综合利用…………………………………………….11

3.电站总平面布置及交通运输…………………………………….15

4.发电工艺………………………………………………………….16

4.1电站系统配置…………………………………………………….16

4.2余热条件………………………………………………………….16

4.3技术方案概述…………………………………………………….17

4.4主机设备选型…………………………………………………….17

4.5热力系统及装机方案…………………………………………….23

4.6车间布置………………………………………………………….28

4.7补充水、循环水系统…………………………………………….29

4.8化学水系统……………………………………………………….29

5.水泥生产工艺系统改造……………………………………………32

6.电气自动化控制系统………………………………………………34

7.热控系统……………………………………………………………34

8.给水排水…………………………………………………………39

9.消防………………………………………………………………40

10.采暖、通风及空气调节…………………………………………41

11.建筑结构…………………………………………………………43

12.环境保护…………………………………………………………45

13.职业安全与工业卫生……………………………………………47

14.项目定员与职工培训……………………………………………54

15.工程项目实施的总体进度…………………………………………55

16.投资估算……………………………………………………………56

17.财务评价……………………………………………………………60

18.附表附图附件………………………………………………………63

1.总论

1.1企业简介

陕西富平水泥有限公司是国家大型民营企业浙江光宇集团投资兴建的现代化大型水泥生产企业之一，于2003年在长三角经贸合作洽谈会上签约，规划投资15亿建设3条5000t/d新型干法水泥生产线，被列为陕西省重点工程和富平县一号工程,首条日产5000吨新型干法水泥生产线于2006年6月1日正式投产，年生产水泥能力达200万吨。

公司地处富平县庄里工业园区，紧临210国道和庄里火车站，距西安、咸阳、渭南、铜川、阎良等大中城市均在70公里范围内，交通便利，地理位置优越。

公司管理先进，机制灵活，拥有一支从事水泥生产管理多年、经验丰富的员工队伍，其中大中专生占80%以上，中级以上职称达60余人。

公司自备石灰石矿山品位高、储量大。

生产线采用国内最先进的新型窑外分解技术，进口具有世界一流技术的立式辊磨机、X射线荧光分析仪等；环保设备使用先进的高效电收尘和布袋收尘，全线由先进可靠的DCS集散式计算机操作系统控制，高效、稳产、节能、环保，品质优秀。

1.2项目建设的必要性

陕西富平水泥有限公司根据本公司的具体情况，在对国家资源综合利用的产业政策进行认真的学习和研究，并对国内现有的资源综合利用电站系统和中信重机双压纯低温余热发电技术进行了综合调研的基础上，为了实施可持续发展战略和减少废气预热对环境的影响，执行资源综合利用政策，同时保证水泥生产线的正常运行，根据公司现有生产规模、技术条件，并综合考虑两条5000t/d新型干法水泥窑所产生的余热及场地布置等因素，拟利用两条5000t/d水泥熟料生产线窑头、窑尾废气余热资源，建设纯低温余热电站，以达到综合利用水泥生产线排放的废热资源，进一步降低水泥生产综合能耗，降低生产成本，保护环境、提高企业经济效益的目的。

1.3项目建设的依据

1.3.1国家政策

国家发改委要求企业节能十条措施第三条规定：

回收利用余热、余压发电。

如钢铁企业利用干法熄焦显热回收发电、高炉炉顶压差发电，回收高炉、焦炉、转炉煤气发电，水泥企业利用窑炉尾烟气余热发电等。

在沿海经济发达同时能源极为短缺的地区，对于已上马的日产2000吨及以上新型干法水泥企业，则鼓励其开展余热发电，推进能源的综合利用。

余热发电符合国家资源综合利用的“对生产过程中产生的余热等进行回收和合理利用”条件，属于环保和国家鼓励发展的产业，而且所发电容量小，完全自用，不返供电，发出的电与地区电网并网享受并网优惠政策。

1.4工程名称

陕西富平水泥有限公司纯低温余热电站工程

1.5建设条件

1.5.1厂址选择

电站建设场地坐落在水泥生产线厂区内，不另行征地。

1.5.2工程地质条件

拟建厂址工程地质条件良好，具备建设条件。

通过地勘资料，水泥窑所在场地地质构造为稳定构造，建议在施工时对断泥层彻底挖除，并用砼进行回填。

并适当加大基础宽度与基础刚度，必要时，可考虑相邻的基础连在一起。

形成一个较大的整体基础。

厂区内基岩风化具有渐变性，故基坑开挖时，须挖至完整基岩，并进入适当的深度。

一般建（构）筑物基础可采用天然地基，沉降敏感的、荷载特别大的建（构）筑物基础持力层可采用复合地基或桩基。

1.5.3余热条件

1）.原始废气参数

陕西富平水泥有限公司的水泥生产线为5000t/d的具有五级预热器和预分解炉的新型干法生产线。

2）.余热电站设计取值

窑尾SP锅炉可利用的余热为：

电站设计取值为340，000Nm3/h、315℃。

这部分废气利用余热后废气温度应保持在210℃左右，以满足原料烘干的需要。

窑头AQC锅炉可利用的余热为：

电站设计取值为240，000Nm3/h、360℃，利用余热后按95℃进电收尘器收尘后排放。

1.5.4药品来源

本工程发电系统所需消耗药品有工业盐酸、氢氧化钠、磷酸三钠吗啉、联氨等，这些药品均为工业用品,由当地市场采购，汽车运输。

1.5.5废灰处理

余热锅炉的积灰清下后通过螺旋输送机送回到水泥生产线，做到了资源综合利用。

1.5.6水源

本工程采用地表水作为给水水源，该地区地表水资源丰富，能满足电站日耗231.92t/h（一期为115.96t/h）的要求。

1.5.7电源

公司的总降压变电站（以下简称总降），现安装有一台40000kVA，110/10.5kV主变，预留一台主变位置；电源为双回路110KV电缆进线。

总降10KV系统采用放射式供电系统，目前为单母线运行方式。

当电站启动投入运行时需要10KV的启动电源，启动电源由总降10KV母线提供。

发电机组投入运行后与总降10KV母线并网运行，运行方式为并网不上网。

1.5.8自然条件

气象资料

年平均气温：

13.2℃

极端最高温度：

40.9℃

极端最低温度：

-18.7℃

年最大风速：

20m/s

年主导风向：

东北

2.地震烈度

建设场地区域地震烈度为VI度。

3.工程地质条件

拟建厂址工程地质条件良好，具备建设条件。

1.5.9节约措施

本工程属于水泥厂的配套工程,采取以下节约措施:

本工程生产后的机,电,仪表修理设施不再重复建设。

因本电站为公司的一个车间,一些专职机构如环保,职业安全卫生等,现有人员及装备已能满足要求,不需要重复建设。

1.5.10投资匡算与资金筹措

项目总投资估算为6040万元。

其中：

自筹资金（资本金）1320万元，银行货款4700万元。

1.6.主要设计原则及指导思想

1.6.1总体技术方案要求

电站设计遵循“稳定可靠，技术先进，降低能耗，节约投资”的原则，具体指导思想如下：

（1）.以稳定可靠为前提，采用经实践证明是成熟、可靠的工艺和装备。

（2）.在稳定可靠的前提下，提倡技术先进。

要尽可能采用先进的工艺技术方案，以降低发电成本和基建投入。

（3）.生产设备原则上采用国产设备，但部分关键控制设备和仪表考虑国内采购的国外技术产品（含组装、原装）。

（4）.贯彻执行国家和地方对环保、劳动、安全、消防、计量等方面的有关规定和标准，做到“三同时”。

1.6.2工程项目范围

本工程由下列主要子项组成：

水泥窑窑头冷却机废气余热锅炉（AQC炉）；

水泥窑窑尾预热器废气余热锅炉（SP炉）；

锅炉给水处理系统；

汽轮机及热力系统；

发电机及电气系统；

电站循环水系统；

电站自动控制系统；

电站室外汽水系统；

电站室外给、排水管网及相关的通讯、照明等辅助系统。

2．节能和资源综合利用

2.1随着我国人口的不断增加和经济的快速发展，资源相对不足的矛盾将日益严峻。

所以寻找新的资源或可再生资源，以及合理的综合利用现有的宝贵资源将是我国今后如何确保经济可持续发展的关键所在，为此，早在1996年国务院就制定并出台了一系列开展资源综合利用的政策，倡导要坚持资源开发与节约并举，并把节约放在首位，一切生产、建设、流通、消费等各个领域，都必须节约和合理利用现有的各种资源，千方百计减少资源的占用和消耗。

开展资源综合利用，是我国的一项长期的重大技术经济政策，也是我国国民经济和社会发展中一项长远的战略方针，对于节约资源、改善环境状况、提高经济效益，实现资源的优化配置和可持续发展具有重要的意义。

人类生存和社会发展进步所必须依赖的石油、煤炭、水等均属于资源的范畴，均属于全人类、全社会所必须予以保护和合理综合利用的资源领域。

为贯彻落实《国务院批转国家经贸委等部门关于进一步开展资源综合利用意见的通知》（国发【1996】36号）等文件的精神，国家经贸委于二〇〇〇年七月下发了－－关于印发《资源综合利用电厂（机组）认定管理办法》的通知，该办法适用于全国所有的资源综合利用电厂（机组）。

该管理办法中明确指出：

资源综合利用电厂（机组）是指利用余热、余压、城市垃圾……等低热值燃料生产电力、热力的企业单位。

该管理办法进一步明确指出：

申报资源综合利用电厂，必须具备：

①.机组单机容量在500kW及以上，机组设备没有超期服役或淘汰；

②.发供电质量符合国家标准；

③.对废弃物采取综合利用措施，污染物实现达标排放……。

国务院总理温家宝2005年6月21日主持召开国务院常务会议，研究建设节约型社会和发展循环经济问题。

会议认为，随着我国工业化、城镇化和现代化建设的推进，资源需求将持续大幅度增加，资源供需矛盾日益突出，环境压力越来越大。

必须从战略和全局的高度，把建设节约型社会和发展循环经济摆在更加突出的重要位置，进一步转变经济增长方式，以资源的高效和循环利用，促进经济、社会的可持续发展。

会议指出，加快建设节约型社会，大力发展循环经济，必须按照落实科学发展观和走新型工业化道路的要求，坚持资源开发与节约并重，把节约放在首位的方针，以节约利用资源和提高资源综合利用效率为核心，推动体制创新、制度创新和管理创新，综合运用经济、法律、行政、科技和教育等多种手段，采取更加有力的措施，务求使建设节约型社会和发展循环经济取得实质性进展和明显成效。

会议提出了加快建设节约型社会和发展循环经济的措施：

（一）抓好规划编制和宏观指导，把加快建设节约型社会和发展循环经济作为国民经济和社会发展中长期总体规划和其他各类专项规划的重要内容。

（二）全面推进资源节约和综合利用，大力开展节能、节水、节材、节约用地工作。

（三）依靠科技进步，加大对资源节约和循环利用关键技术的攻关力度，加快新技术、新产品、新材料推广应用，积极支持资源节约和发展循环经济的重大项目建设。

（四）深化改革，建立节约资源和发展循环经济的体制机制和政策体系。

充分发挥市场机制和经济杠杆的作用，逐步理顺资源性产品价格，完善有利于节约资源的财税政策。

继续实行限制高耗能、高耗材、高污染产品出口的政策。

（五）抓紧制定和修订促进资源有效利用的法律法规，通过科学管理、严格管理，制止浪费行为。

（六）加大宣传力度，增强全民节约意识，组织开展创建节约型城市、节约型政府、节约型企业、节约型社区活动。

会议对今明两年建设节约型社会的重点工作作了部署。

一是节约能源。

抓好重点耗能行业和企业节能，发展节能型交通运输工具，推动建筑节能，引导商业和民用节能，开发利用可再生能源，强化电力需求侧管理，加快节能技术服务体系建设。

二是节约用水。

大力推进城市节水工作，积极推广农业节水灌溉和旱作节水农业，加大重点耗水行业节水技术改造的力度，搞好海水和再生水利用。

三是节约原材料。

加强重点行业原材料消耗管理，提高材料强度和使用寿命，推进木材节约和代用工作，制定禁止过度包装的政策措施。

四是节约和集约利用土地。

继续实行严格的土地保护制度，开展农村集体建设用地整理试点，进一步限制毁田烧砖。

五是推进矿产资源、工业废物的综合利用和再生资源的回收利用。

进入上个世纪九十年代中后期，按照国家倡导的资源综合利用政策，我国的科研机构自主开发了符合国家资源综合利用政策的资源综合利用电站的发电技术及相应配套的系统，充分回收利用水泥生产线中、低温废气余热，不仅可为企业带来可观的经济效益，同时还具有显著的社会和环境效益，随着我国市场经济的深入发展，国家对资源综合利用工作十分重视，相继出台了一系列鼓励政策。

在国家政策的鼓励和引导下，我国资源综合利用取得一定的成绩。

目前水泥行业已有部分厂家利用余热发电技术建设资源综合利用电站。

水泥工业，首先是能源的消耗大户，其次还是浪费大户。

节能降耗的任务很艰巨。

即使在大型干法水泥生产线中，由于水泥煅烧技术和生产工艺流程的限制，大量的360℃以下中、低温废气余热不能被充分利用，仍有占水泥熟料烧成系统总热耗量的30%被排放掉，如何有效地回收这部分余热，一直是困扰水泥行业节能降耗，提高经济效益的难题之一。

开展资源综合利用，是我国的一项长期的重大技术政策，合理地利用资源是可持续发展的关键。

2.2概述

2.2.1本工程为利用陕西富平水泥有限公司的5000t/d熟料生产线窑尾预热器及窑头熟料冷却机废气余热建设的纯低温余热电站，发电装机为2×9MW，一期建设一台，是典型的节能工程。

本工程设计指标如下：

发电装机：

9MW

平均发电功率：

8MW

年发电量：

6000万kWh

年供电量：

5520万kWh

2.2.2余热利用及节能

由于对上述两部分废气余热的综合利用的节能效应，本工程的建设投产，相当于年节约标准煤约2万吨。

大量废气余热的回收利用节约了煤炭资源，使本工程达到了资源综合利用的目的。

2.2.3节水

由于本工程在水泥生产线窑尾增设余热锅炉后，使进入水泥生产线增湿塔的烟气温度降至210℃左右，大大减少了增湿塔的喷水量，相当于为工厂节约了水资源。

3．电站总平面布置及交通运输

3.1主要设备放置地点及面积

由于本厂址处在厂区之内，因此主厂房和辅助厂房可根据现场位置而定，不一定要在一个平面上，这样就可以减少施工中的土石方量，以节约投资。

以下对该项目各部分所需的占地面积做一统计。

（1）汽机房（二台）：

48m×21m

（2）锅炉（四台）：

2×14m×8m，2×14m×10m

（3）化水间：

21m×15m

（4）逆流玻璃钢冷却塔:

50m×17m

本次电站工程包括：

汽轮机厂房、化学水处理、机械通风冷却塔、窑头余热锅炉（AQC锅炉）,建设场地主要集中在本厂水泥生产线附近。

根据陕西富平水泥有限公司的总图位置，余热发电的布置分三部分：

第一部分是锅炉布置，SP锅炉布置在窑尾高温风机之上，节省占地面积；窑头AQC锅炉布置在窑头篦式冷却机和煤磨中间。

第二部分为主厂房，在预留二线与现有一线中间的一片空地上，布置在主厂房西边。

第三部分为循环水冷却塔及泵房，布置在化学水处理间西边的空地上。

3.2竖向设计和雨水排放

根据厂区现有建筑标高和电站排水的要求，汽轮机房标高要根据要求布置,高度为20m。

AQC锅炉和SP锅炉由于是钢架式，标高与摆放地标高相同即可。

雨水用明沟就近排入附近的雨水明沟里。

4．发电工艺系统

4.1电站系统配置特点

为了保证电站事故不影响水泥窑生产，余热锅炉均设有旁通废气管道，一旦余热锅炉或电站发生事故时，可以将余热锅炉从水泥生产系统中解列，不影响水泥生产的正常运行。

余热锅炉均采用立式锅炉，可以解决余热炉漏风、堵灰等问题并减少占地面积，提高余热回收率。

热力系统设有汽、水解列旁通措施，汽轮机组等可退出发电系统。

4.2发电量计算（一条水泥生产线配发电机组）

陕西富平水泥有限公司5000t/d新型干法水泥熟料生产线，在正常生产情况下，窑尾预热器废气量为340,000Nm3/h，废气温度315℃。

这部分废气还要用于生料粉磨的烘干用风，其用风温度要求随生料入磨水分而变化，通常在210℃左右波动；

考虑到上述生产工艺要求，窑尾废气余热可利用的热量范围如下：

废气量：

340,000Nm3/h

进/出口废气温度：

315℃/210℃

可利用的余热量：

～4900×104kJ/h

窑头篦式冷却机废气在生产中没有利用，其排出的废气经电收尘后排放，其参数及余热可利用量如下:

废气量：

340,000Nm3/h

出口废气温度：

210℃

篦冷机经过改造后，可利用余热量如下：

入AQC锅炉废气量：

240,0000Nm3/h;

锅炉进/出口温度:

360℃/95℃;

可利用的余热量：

～8200×104kJ/h

上述窑头、窑尾两部分被利用的废气余热量为13100×104kJ/h。

4.3技术方案概述

汽轮发电机房、锅炉及废气处理、电站控制室、站用电力室、发电机及站用电高压系统等合建一主厂房，其中：

汽轮机采用补汽凝汽式机组，容量为9MW，工作蒸汽参数为1.6Mpa，320℃。

发电机采用10kV空冷式发电机组；

电站用电设集中电力室，电站启动时启动电源为电网供电，电站正常运行后，站用电既可由电网供电，也可由发电机直接供电；

电站运行方式为并网不上网；

电站设独立调度通讯系统，与电站生产有关的各岗位均设直通调度电话，电站与电网调度管理部门间按要求设置调度通信设施。

汽机循环冷却水设施采用机械通风冷却塔；

锅炉用水处理采用“反渗析+一级混床除盐系统”；

电站的控制采用DCS计算机控制系统。

4.4主要设备选型

主要设备选型一览表（按两条线设计）

名称

型号规格

技术条件

数量

备注

AQC窑头双压余热锅炉

入口废气量：

240,000Nm3/h

入口废气温度：

360℃

入口废气含尘浓度：

<30g/Nm3

出口废气温度：

96℃

高压蒸汽量：

22t/h

高压蒸汽压力：

1.7Mpa

高压蒸汽温度：

345±10℃

低压蒸汽量：

6.4t/h

低压蒸汽压力：

0.45+0.05Mpa

低压蒸汽温度：

190±10℃

给水温度：

55℃

锅炉总漏风：

≤5%

布置方式：

半露天

2台

SP窑尾余热锅炉

入口废气量：

340，000Nm3/h

入口废气温度：

315℃

入口废气含尘浓度：

<80g/Nm3

出口废气温度：

215℃

高压蒸汽量：

18t/h

高压蒸汽压力：

1.7Mpa

高压蒸汽温度：

300±10℃

给水温度：

从AQC炉来

锅炉总漏风：

≤5%

布置方式：

半露天

2台

补汽凝汽式汽轮机

BN9-1.6/0.35

额定功率：

9MW

额定转速：

3000r/min

进汽压力：

1.6±0.2Mpa

进汽温度：

300

℃

进汽量：

40t/h

补汽压力：

0.35

Mpa

补汽温度：

155

℃

补汽量：

6.4t/h。

排气压力：

0.007Mpa

排气温度：

39℃

2台

汽轮发电机

QF-K9-2

额定功率：

9000KW

额定电压：

10500v

额定转速：

3000r/min

可控硅励磁

2台

锅炉电动给水泵

流量：

30-55m3/h

扬程：

322-388m水柱

3台

低压给水泵

流量：

7.5-15m3/h

扬程：

112.8-92m水柱

2台

循环水泵

流量2500m3/h

扬程：

27m

3台

玻璃钢机力冷却塔

冷却水量：

2500m3/h

3台

化学水制水设施

反渗析+一级混床除盐系统

2台

计算机控制系统

计算机控制系统

2

排污扩容器￠600

LP-0.5

容积：

0.8m3/h

工作压力：

0.15Mpa

工作温度：

＜127℃

4台

疏水扩容器

￠1000

SK-1.5

容积：

1.5m3/h

工作压力：

0.15Mpa

工作温度：

＜127℃

2台

磷酸盐加药箱

两台计量箱

4套

磷酸盐加药泵

1DB-0.06/4.0

流量：

0.06m3/h

扬程408m水柱

电机：

Y90L-6

功率：

1.1KW

转速：

1410r/min

4台

过热蒸汽取样冷却器

4台

饱和蒸汽取样冷却器

4台

炉水取样冷却器

4台

冷油器

YL-20

冷却面积20m2

油流量：

85L/min

冷却水量：

44t/h

水阻：

4.36MPa

油阻：

28KPa

4台

电动离心油泵

80Y60

流量：

50m3/h

压力：

58M水柱

功率：

18.5KW

电机：

YB160L-2

转速：

2950r/min

2台

交流润滑油泵

65Y60B

流量：

0.0067m3/h

压力：

34M水柱

电机：

Y132S1-2

功率：

5.5KW

转速：

2950r/min

2台

直流润滑油泵

65Y60B

流量：

0.0067m3/h

压力：

34M水柱

电机：

Z2-41

功率：

5.5KW

转速：

2950r/min

2台

射水泵

6BA-8

流量：

140m3/h

扬程：

359mH2O

功率：

28KW

转速：

1450r/min

4台

射水抽汽器

FD503.81.21

2台

汽封加热器

FD503.82.10

加热面积20m2

2台

疏水膨胀箱

FD503.83.01

2台

均压箱

FD503.83.03

2台

滤油器

FD503.63.03

4台

慢速双钩桥式起重机

Q=20/5t

跨度S=13.5m

1台

4.5热力系统及装机方案

4.5.1设计原则为满足发电生产运行需要达到节能、回收余热的目的，结合水泥生产工艺条件和目前国内外同行业的技术发展的水平，积极采用先进技术和工艺，节能降耗，加强环境保护，保证其装备水平为国内纯低温余热发电项目先进水平，设计原则确定如下：

1）.采用成熟稳定、实用可靠的工艺流程和设备，技术装备水平达到国内先进水平。

2）.控制水平要求先进，稳定可靠、实用。

3）.本着节约投资，确保系统设备简洁可靠、方便检修维护的原则，合理配置热力发电机组设备、系统。

为充分利用余热资源，每条500